Реферат: Очистка хромсодержащих сточных вод гальванопроизводства

ингредиентов   измерения  до очистки   после очистки  9.314-90  очистки,%

Хром (VI)            мг/л                94.2                 0.05              0.1         99.95

Хром (III)            мг/л                16.3                  0.0                0.5       100.0

Железо                 мг/л                  0.3                 0.05               0.1         85.0

Цинк                    мг/л               175.5                 1.41               1.5         99.2

Никель                 мг/л                  5.7                 0.17                1.0         97.0

Медь                    мг/л                   8.5                0.17                0.3         98.0

Цианиды              мг/л                  0.2                 0.0                  0.0       100.0

Сухой

остаток                 мг/л               820.5              41.1              400.0         95.0

Нефтепродукты 

(и органика)        мг/л                    1.0                0.05               0.3         95.0        

                                                                                       Приложение 8.2.

Расчет количества реагентов для десорбции ионитов

1)   Расчет расхода реагентов для десорбции ионита АМ-п.

Десорбция насыщенного ионита проводится 3 раза в неделю смешанным раствором 8%-ного гидроксида натрия и 6%-ного хлорида натрия.

Vионита = 2.6 м3

     Найдем массу NaOH:

На 1 м3 NaOH – 80 кг

     2.6 м3 – Х кг

Получаем количество гидроксида натрия, необходимое для приготовления десорбента: Х1 = 208 кг.

     Найдем массу NaCl:

На 1 м3 – 60 кг

     2.6 м3 – Х2 кг

Получаем количество хлорида натрия, необходимое для приготовления раствора десорбента: Х2 = 156 кг.

        Всего в год расходуется 26000 кг NaOH и 19500 кг NaCl.

     2) Расчет расхода серной кислоты для селективной десорбции  ионов цинка, никеля и меди.

      а)  Расчет количества серной кислоты для приготовления 0.2 Н раствора для десорбции цинка.

Расчет произведем по формуле:

N = m*1000 / V*Э,                                                                                    (1)

где  N – нормальность раствора;

       V – объем расвора, м3;

       m – масса серной кислоты, кг;

       Э – количество эквивалентов серной кислоты.

                                                                           Окончание приложения 8.2.

Из формулы (1) получаем:

m = 63 кг

      б) Расчет количестве серной кислоты для приготовления 2Н раствора для десорбции никеля

Из формулы (1) получаем:

m = 156.8 кг

      в) Расчет количества серной кислоты для приготовления 5 Н раствора для десорбции меди

Из формулы (1) получаем:

m = 1568 кг

     Всего в год расходуется 268128 кг концентрированной серной кислоты

                                                                                     Приложение 8.3.

 Расчет количества получаемых элюатов (в пересчете на 100%-ную соль)

1)   Расчет количества Na2CrO4

     Количество загрязнителя в год рассчитаем по формуле:

Кзагр = Q*C,                                                                                     (1)

где Кзагр – количество хрома-загрязнителя в год, кг;

      Q – количество сточных вод, м3/год;

      С – концентрация загрязнителя в сточных водах, г/м3.

Кзагр = 110.5*750*250 = 20719 кг в год

     Найдем количество извлеченного чистого хрома по формуле:

Кизвл = Кзагр*α ,                                                                              (2)

где  Кзагр – количество хрома-загрязнителя, кг/год;

       α – степень очистки сточных вод, %.

Кизвл = 20719*0.99996 = 20717 кг

       Найдем количество хромата натрия из пропорции:

М (Cr) = 52 г/моль

М (Na2CrO4) = 162 г/моль

     162 г/моль – 52 г/моль

           Х1 кг       - 20717 кг 

Получаем количество хромата натрия: 64540.5 кг/год.

2)   Расчет количества ZnSO4

     Количество загрязнителя в год рассчитаем по формуле (1):

Кзагр = 175.5*250*750 = 32906 кг

     Количество извлеченного чистого цинка в год рассчитаем по формуле (2):

Кизвл = 32906*0.995 = 327442 кг/год

     Найдем количество сульфата цинка из пропорции:

                                                                           Продолжение приложения 8.3.

М (Zn) = 65 г/моль

M (ZnSO4) = 161 г/моль

     161 г/моль – 65 г/моль

        Х2 кг       -  32742 кг

Получаем количество сульфата цинка: 81099 кг/год

3)   Расчет количества NiSO4

Количество загрязнителя в год рассчитываем по формуле (1):

Кзагр = 5.7*250*750 = 1069 кг

     Количество извлеченного чистого никеля в год найдем по формуле (2):

Кизвл = 1042 кг

     Найдем количество сульфата никеля из пропорции:

М (Ni) = 59г/моль

M (NiSO4) = 155 г/моль

    155 г/моль – 59 г/моль

      Х3 кг        - 1042 кг

Получаем количество сульфата никеля: 2737.5 кг/год.

4)   Расчет количества CuSO4

Количество загрязнителя в год рассчитаем по формуле (1):

Кзагр = 8.5*250*750 = 1594 кг

     Количество извлеченной меди рассчитаем по формуле (2):

Кизвл = 1562 кг

     Найдем количество сульфата меди из пропорции:

М (Cu) = 64 г/моль

M (CuSO4) = 160 г/моль

      160 г/моль – 64 г/моль

        Х4 кг -      1562 кг

Получаем количество сульфата меди в год: 3905 кг/год.

                                                                           Окончание приложения 8.3.

     Поскольку эти соли реализуются в виде растворов (элюатов), то в расчете дохода от улучшения производственной деятельности (см. табл. 4.4. в п.4.2.4) берем стоимость элюатов как 30% от стоимость солей.

                                                                                     Приложение 5.

4.ОРГАНИЗИЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

     В данной дипломной работе предложен комбинированный метод  очистки хромсодержащих сточных вод гальванического производства завода «Автоприбор». Схема включает в себя механическую очистку, сорбцию  и ионообмен. Для этого предполагается установить решетку, скорый напорный фильтр для удаления взвешенных веществ; сорбционный фильтр для удаления нефтепродуктов и органики, электродиализатор для окисления трехвалентного хрома до шестивалентного и разложения цианидов; два ионообменных аппарата для селективной сорбции хрома (VI); двух ионообменных аппаратов для коллективной сорбции цинка, никеля и меди. Предлагаемая схема позволяет существенно сократить затраты (стоимость реагентов, плата за хранение и размещение гальваношламов, платежи за сброс недоочищенной воды в горколлектор).

      Извлеченные соли хрома подлежат возврату в основное производство с целью приготовления электролитов или продаже в кожевенную промышленность. Очищенная вода направляется на водооборот.

4.1.Организационная часть

Все оборудование для сорбционной очистки будет располагаться

на свободных площадях станции нейтрализации.

     Организационная структура представлена на рисунке 4.1.

     В штате станции нейтрализации работает 49 человек: 4 ИТР (начальнк станции, два мастера и технолог); 4 лаборанта; рабочие (41 человек – корректировщики, аппаратчики и т.д.). Начальник станции нейтрализации находится в непосредственном подчинении у заместителя начальника энергоцеха по водопотреблению и водоотведению. В его обязанности входит обеспечить бесперебойную работу станции нейтрализации и необходимую степень очистки сточных вод.

     Технолог следит за соблюдением технологии очистки.

     В обязанности корректировщиков входит контроль  за условиями работы в аппарате (концентрация, температура).

                                       Главный инженер

                                  Зам. главного инженера

 Главный энергетик                                  ОООС

Начальник энергоцеха

Заместитель начальника

энергоцеха по водопотреблению и

водоотведению

                                 Начальник станции

                                  нейтрализации

                          Технолог                               Мастера

              Лаборанты               Обслуживающий персонал             

                                                                                                                             Рис. 4.1. Организационная структура управления станции нейтрализации                                    

4.2. Экономическая часть

     Объем сточных вод, поступающих на очистку на станцию нейтрализации площадки «А» Q = 750 м3/сут. Количество рабочих дней в году – 250 дней. Работа осуществляется в две смены (продолжительность смены – 7 ч).

4.2.1. Расчет капитальных вложений [74]

     Цена оборудования, входящего в систему, находится по формуле:

Ц = См + Ср + Ск,                                                                                  (4.1)

где Ц – цена оборудования, руб.;

      См – стоимость материала, руб.;

      Ср – стоимость строительно-монтажных работ, руб.;

      Ск – стоимость конструктивных особенностей, руб.

      Стоимость материала находим по формуле:

См = Ма*Цст,                                                                                        (4.2)

где Ма – масса аппарата, кг;

      Цст – цена тонны стали, Цст = 70 руб./кг (по данным Владгорснаба).

     Стоимость строительно-монтажных работ находим по формуле:

Ср = 2/3*См                                                                                           (4.3)

      Стоимость конструктивных особенностей аппарата находим по формуле:

Ск = 1/5*См                                                                                             (4.4)

     1) Рассчитаем стоимость вспомогательного оборудования по формулам (4.1) – (4.3), (4.5).

      а) Рассчитаем стоимость растворного бака для анионообменной колонны.

     Из-за простоты конструкции растворного бака стоимостью конструктивных особенностей можно пренебречь.

     Массу растворного бака находим по формуле:

Ма = S*L*ρ,                                                                                           (4.5)

где Мб – масса бака (аппарата), кг;

       S – площадь металлического покрытия, м2;

       L – толщина металлического покрытия, L = 0.004 м;

     ρ – плотность стали, ρ = 7850 м3/кг

Мб = 0.004*7850*24 = 754 кг

См = 754*70 = 52780 руб.

Ср = 35187 руб.

     Получаем цену бака:

Цб = 52780 + 35187 = 87967 руб.

     б) Рассчитаем стоимость растворных баков для катионообменных колонн по формулам (4.1) – (4.3), (4.5).

Мб = 0.004*7850*29.5 = 926 кг

См = 926*70 = 64820 руб.

Ср = 43213 руб.

      Получаем цену одного бака:

Цб = 64820 + 43213 = 108033 руб.

     Так как используется три бака, то получаем:

Цб = 324099 руб.

     Общая стоимость всех баков:

Цобщ = 412066 руб.

Итого стоимость вспомогательного оборудования: 500033 руб.

2)   Рассчитаем стоимость сорбционного фильтра

(Dф = 0.85 м, Нф = 1.45 м)

      Цена металлоконструкции рассчитается по формулам (4.1) – (4.5):

Ма = 140 кг

См = 9765 руб.

Ср = 6510 руб.

Ск = 1953 руб.

Ца = 18228 руб.

     В качестве загрузки используется сорбент «Пороласт-F», стоимость килограмма которого С = 1.25 руб./кг. Плотность сорбента ρ = 800 кг/м3. Объем сорбента Vc = 0.19 м3.

    Рассчитаем стоимость сорбента по формуле:

Цс = С*Vc*ρ,                                                                                        (4.6)

Где С – стоимость килограмма сорбента, руб./кг;

       Vc – объем сорбента, м3;

         ρ – плотность сорбента, кг/м3

Цс = 190 руб.

     Стоимость сорбционного фильтра с загрузкой сорбента определим по формуле:

Цф = Цк + Цс,                                                                                        (4.7)

где Цк – цена металлоконструкции аппарата, руб.;

      Цс – цена загруженного сорбента, руб.

Цф = 190 + 18228 = 18418 руб.

3)   Рассчитаем стоимость электродиализатора по формуле (4.5):

Мэ.д. = 37*0.004*7850 = 1162 кг

См = 81340 руб.

Ср = 54227 руб.

Ск = 16268 руб.

       Получаем стоимость электродиализатора:

Цэ.д. = 151835 руб.

4)   Рассчитаем стоимость анионообменной колонны (высота колонны На.к. = 3 м, диаметр колонны Dа.к. = 1.2 м).

       Цена металлоконструкции рассчитывается по формулам (4.1) – (4.5):

Ма = 0.004*7850*12.44 = 390.6 кг

См = 27342 руб.

Ср = 18228 руб.

Ск = 5468 руб.

Ца = 51038 руб.

      В качестве загрузки колонны используется анионит марки АМ-п, стоимость килограмма анионита С = 70 руб./кг, плотность анионита

ρ = 1600 кг/м3, объем анионита V = 2.6 м3.

     Рассчитаем стоимость анионита по формуле (4.6):

Цан = 291200 руб.

     Найдем стоимость анионообменной колонны с загрузкой анионита по формуле (4.7):

Ца.к. = 51038 + 291200 = 342238 руб.

      Стоимость десорбционной колонны рассчитывается аналогично:

Ца.к. = 342238 руб.

     Общая стоимость двух колонн:

Цобщ. = 684476 руб.

5)   Рассчитаем стоимость катионообменной колонны (высота колонны Нк.к. = 3 м, диаметр Dк.к. = 1.4 м).

      Цена металлоконструкции рассчитывается по формулам (4.1) – (4.5):

Ма = 462.5 кг

См = 32375 руб.

Ср = 21584 руб.

Ск = 6475 руб.

Ца = 60434 руб.

       В качестве загрузки катионообменной колонны используется катионит марки КУ-23Na, стоимость килограмма которого С = 50 руб./кг, плотность катионита ρ = 1350 кг/м3, объем катионита V = 3.2 м3.

     Рассчитаем стоимость катионита по формуле (4.6):

Цк = 216000 руб.

     Найдем стоимость катионообменной колонны с загруженным катионитом по формуле (4.7):

Цк.к. = 276432 руб.

     Всего две колонны:

Цобщ = 552864 руб.

     Все контрольно-измерительные приборы, насосы, вентилятор задействованы из существующей схемы.

     Общие капитальные вложения составляют:

К = п.1 + п.2 + п.3 + п.4 + п.5 = 500033 + 18418 + 151835 + 684476 + 552864 = 1907626 руб.

4.2.2. Расчет эксплуатационных расходов [74]

1)   Затраты на сырье и материалы

                                                                                              Таблица 4.1.

(по данным отдела снабжения завода «Автоприбор»)

Наименование    Стоимость            Расход                Затраты на

реагента              реагента, руб./кг  реагента, кг/год реагент, руб./год

     1                           2                               3                          4

Серная кислота

(Н2SO4)                  1.28                          268128            343204

Гидроксид

натрия (NaOH)     5.65                            52000             293800

Хлорид

натрия (NaCl)       1.0                              39000               39000

Итого                      -                                     -                    676004

2)   Расчет энергозатрат

     Электродиализатор расходует 50 кВт*ч на окисление одного кубометра сточной воды. Объем сточных вод Q = 750 м3/сут. В год расходуется:

N = 50*750*250 = 9375000 кВт

      Используется два насоса марки 2-НФ, мощностью 1 кВт*ч (в год работают по 3500 ч каждый), два насоса марки 2К-6А, мощностью 2 кВт*ч (в год работают по 1750 ч каждый).

      Используется один вентилятор марки Ц 4-70 №2, мощностью 3 кВт*ч, в год работает 1000 ч.

     Стоимость 1кВт = 0.34 руб. (заводские данные).

                                                                                                         Таблица 4.2.

Затраты на электроэнергию (по данным отдела главного энергетика)

Наименование   Количество,  Количество потребляемой  Затраты на элек-

прибора                шт.               энергии, кВт*ч/год              троэнергию, руб.

       1                     2                                      3                                    4

Насос марки

2-НФ                     2                               7000                                  2380

Насос марки

2К-6А                   2                               7000                                   2380

Вентилятор

Ц 4-70 №2            1                               3000                                   1020

Электродиа-

лизатор                 1                         9375000                             3187500

Итого                    -                                 -                                   3193280

3)   Амортизационные отчисления

     Амортизационные отчисления на основное оборудование

составляют 10%.

Ао = 18228*0.1 + 684476*0.1 + 552864*0.1 = 125557 руб.

     Амортизационные отчисления на иониты составляют 8%.

Аи = 190*0.08 + 291200*2*0.08 + 216000*2*0.08 = 81167 руб.

     Всего амортизационные отчисления составляют: 206724 руб.

4)   Заработная плата (по данным бухгалтерии завода)

                                                                                                Таблица 4.3.

Фонд заработной платы станции нейтрализации площадки «А».

Должность             Разряд  Количество, Зарплата одного     Общая годовая

                                               чел.               работника, руб.      зарплата, руб.

         1                         2                3                        4                          5

Начальник

станции                                    1                      1500                    18000

Технолог                                  1                        950                    11400

Мастер-сменщик                    2                       1100                    26400

Лаборант

хим.анализа              4             4                         450                   21600

Аппаратчик по

очистке ст.вод          4           13                         500                    78000

Аппаратчик по

гашению изв.           5             8                         600                     57600

Машинист насос.

установок                 5             8                         650                      62400

Корректиров-

щик ванн                  4             4                         450                      21600

Продолжение таблицы 4.3.

         1                      2              3                         4                             5

Слесарь-

сантехник                6             1                         570                        6840

                                 5             3                          500                      12000  

Электро-

монтажник             6             1                          650                        7800

                                5             1                          570                        6840

Слесорь КИПа       5             2                          650                      15600

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7